Closure relations during the plateau emission of Swift GRBs and the fundamental plane
尼尔·盖雷尔斯·斯威夫特天文台观测X射线中的伽马射线暴(GRB)平台。在处理伽玛暴平台辐射时,我们通过火球模型检验了闭合关系的可靠性。我们分析了\emph{Swift}从2005年(1月)到2019年(8月)收集的455条X射线光变曲线(LC),其中红移是已知的和未知的,使用唯象Willingale 2007模型。利用这些拟合,我们分析了这些伽玛暴的发射机制和天体物理环境,通过关闭关系的时间间隔内的平台发射。最后,我们测试的3D基本平面关系(Dainotti关系),它连接提示峰值亮度,在平台(休息帧)结束的时间,并在当时的亮度,在与红移的伽玛暴,有关的封闭关系所确定的群体。这使我们能够检查这些组中的任何组的本征散射σ_{int}与以前的文献相比是否减小。对于p>2的电子光谱分布,最符合的环境是风慢冷却(SC)和ISM慢冷却,其中参数q表示平台发射的平坦度并说明能量注入,分别为=0和=0.5,在已知和未知红移的情况下。我们还发现,对于sGRB,所有具有$q=0$的ISM环境都具有最小的σ_{int}=0.04 \pm 0.15,其基本平面关系保持偶然发生概率p=0.005。我们已经表明,大多数的伽玛暴呈现平台排放满足封闭关系,包括能量注入,特别是风SC环境的偏好。满足给定关系的伽玛暴子样本可以用作可能的标准烛光,并可以提出一种方法来减少这些研究关系的内在散射。
2021-05-22 astro-ph.HE
The peculiar physics of GRB 170817A and their implications for short GRBs
与LIGO双星中子星合并事件GW170817相关的GRB170817A的意外发现对目前对短伽马射线暴(GRBs)发射物理的理解提出了挑战。事件的低光度,但类似的峰值能量相比,标准的短伽玛射线暴是很难解释与目前的模型,挑战我们的理解伽玛射线暴的排放过程。发射模型调用同步辐射从电子加速冲击和光球发射是特别具有挑战性的解释,这爆发。
2017-10-22 astro-ph.HE
A fundamental plane for long gamma-ray bursts with X-ray plateaus
一类长伽马射线暴(GRB)在其X射线余辉中呈现延长的平台期的光变曲线,遵循平台期的静止帧结束时间$T_a$与其相应的X射线光度$L_{a}$之间的相关性,Dainotti et al.(2008)。在这项工作中,我们执行的176个{ \it雨燕}伽玛暴已知的红移,表现出余辉平台的总样本的分析。通过增加第三个参数,即瞬发发光的峰值亮度$L_{peak}$,我们发现了一个新的三参数关联的存在。当一个类特定的伽玛暴样品被定义时,关于这个平面的数据的分散变得更小。这122个伽玛暴的样本是从总样本中选出的,排除了伴随超新星(SNe)的伽玛暴、X射线闪光和具有延长发射的短伽玛暴。{ \bf在这个例子中,三个参数的相关性确定了伽玛暴的“基本面”}。此外,我们进一步限制我们的分析,伽玛暴的光变曲线具有良好的数据覆盖率和几乎平坦的高原,40伽玛暴形成我们的“黄金样本”。最后一个子类的三参数相关性的固有散射$σ_{int}=0.27 \pm 0.04$比$L_{a}-T_a$的值小两倍以上,使其成为涉及余辉平台期的最紧密的三参数相关性。最后,我们还表明,一个稍微不那么紧密的相关性之间存在$L_{peak}$和代理平台阶段期间发出的总能量,$L_a T_a$,确认存在的即时和余辉阶段之间的能量缩放。
2016-06-04 astro-ph.HE
Gamma-ray bursts and their relation to astroparticle physics and cosmology
本文综述了伽马射线暴及其与天体粒子物理学和宇宙学的关系。伽马射线暴是宇宙中最强大的爆炸,每天发生一次,其特征是伽马射线的闪光通常持续几分之一秒到数千秒。即使在发现它们40多年之后,它们仍然没有被完全理解。观测到两种类型的伽玛暴:光谱上较硬的短持续时间爆发和较软的长持续时间爆发。长伽玛暴起源于大质量恒星的坍缩,而短伽玛暴的首选模型是紧凑物体的合并,如两颗中子星或一颗中子星和一个黑洞。有人认为伽玛暴可以产生超高能宇宙射线和中微子。此外,伽马射线暴的某些子类型可能作为一种新的标准烛光,可以帮助限制和测量宇宙学参数,以达到比迄今为止可能的更高的红移。我将回顾最近的实验观察。
2017-01-21 astro-ph.HE
Electron-positron plasma in GRBs and in cosmology
电子-正电子等离子体被认为在早期宇宙和伽马射线暴(GRB)源中起着重要作用。我们着重讨论了早期宇宙中正负电子等离子体的物理条件与伽玛暴源的相似性和差异性。我们讨论了a)动力学差异,即伽玛暴源流出的热加速与宇宙学减速; b)核组成差异,如早期宇宙中轻元素的合成和伽玛暴等离子体中重元素的可能破坏; c)最后一次光子被电子散射时的不同物理条件。只有在加速阶段的光学厚的电子-正电子等离子体共同运动的观察者可能会发现它类似于早期宇宙。这种相似性在滑行阶段被打破。对核丰度的再处理可能在伽马射线暴源中进行。重核元素然后被破坏,主要产生质子和少量氦的混合物。与原始等离子体复合形成中性氢并发射宇宙微波背景辐射不同,伽马射线暴等离子体没有冷却到足以复合。
2013-04-08 astro-ph.CO astro-ph.HE
A Comparative Study of Long and Short GRBs. II. A Multi-wavelength Method to distinguish Type II (massive star) and Type I (compact star) GRBs
伽玛射线暴(Gamma Ray Burst,GRB)根据经验分为长时程GRB(LGRB,$>$ 2 s)和短时程GRB(SGRB,$<$ 2 s)。它们在物理上可以分为两个不同的祖先类别:那些起源于大质量恒星的坍缩(也称为II型)和那些与致密恒星合并有关的(也称为I型)。尽管大多数LGRB是II型,大多数SGRB是I型,但持续时间标准并不总是可靠的,以确定某种GRB的物理类别。基于我们以前对长、短伽玛暴的多波长特性的全面研究,本文利用朴素贝叶斯方法,基于多波长准则对伽玛暴进行了I型和II型物理分类。它导致0.5%的训练错误率和1%的测试错误率。此外,在后验比值$\log O({\rm II:I})$(II型与I型概率比)的分布中存在差距[-1.2,-0.16]。因此,我们建议使用${\cal O} = \log O({\rm II:I})+0.7$作为参数来将伽玛暴分为I型($<0$)和II型($>0$)。唯一确认的I型GRB,GRB 170817 A,具有log $O({\rm II:I})=-10$。根据这个标准,超新星较少的长伽玛暴060614和060505属于I型,两个有争议的短伽玛暴090426和060121属于II型。
2020-05-27 astro-ph.HE
On the investigation of the closure relations for Gamma-Ray Bursts observed by Swift in the post-plateau phase and the GRB fundamental plane
伽马射线暴(GRB)是宇宙大爆炸后最具爆炸性的现象。大部分伽玛射线暴光变曲线(LC)显示X射线平台。我们对Neil Gehrels Swift天文台从发射到2019年8月观测到的所有GRB(具有已知和未知的红移)进行了最全面的分析。我们拟合了455个LC,显示出一个平台,并探讨这些LC是否遵循闭合关系,余辉的时间和光谱指数之间的关系,对应于2个不同的天体物理环境和外部前向激波(ES)模型内的冷却制度,并发现ES模型适用于大多数情况。最有利的环境是恒定密度的星际或缓慢冷却的风介质。我们还证实了存在的基本平面之间的关系的静止帧的时间和光度在平台发射和峰值即时光度为这个放大的样品的结束,并测试这种关系组对应于我们已知的红移样品的天体物理环境。该平面在最佳拟合参数和色散方面成为与这些环境相对应的关键判别式。大多数伽玛暴的闭合关系满足天体物理环境方面有一个内在的散射σ兼容1 σ内的黄金伽玛暴,一个子集的长伽玛暴与相对平坦的高原。我们还发现,伽玛暴满足封闭关系,表明一个快速冷却制度有一个较低的西格玛比以往任何时候都在文献中发现。
2020-11-18 astro-ph.HE
A New Classification Method for Gamma-Ray Bursts
最近的Swift观测表明,传统的长与短GRB分类方案并不总是将GRB与两种物理驱动的模型类型相关联,即II型(大质量恒星起源)与I型(致密恒星起源)。通过引入一个新的参数E_{gamma, iso,52} /E^{5/3}_{p,z,2},提出了一种新的伽玛暴唯象分类方法,其中E_{γ,iso}是各向同性伽玛射线能量(单位为10^{52}尔格),E_{p,z}是宇宙静止框架谱峰能量(单位为100 keV).对于那些具有“扩展发射”的短伽玛暴,这两个量仅针对短/硬尖峰定义。利用目前已完成的GRB样品的红移和E_p测量结果,发现GRB参数呈明显的双峰分布,间距在0.03左右。高ε区域包围了典型的高亮度长伽玛暴、一些高z“静止框架短”伽玛暴(例如GRB 090423和GRB 080913)以及一些高z短伽玛暴(例如GRB 090426)。所有这些伽玛暴都被认为是基于文献中的其他观测性质的II型起源。所有被认为是I型起源的伽玛暴都聚集在低伽玛暴区。它们可以通过一个额外的T_{90}标准,即在Swift/BAT波段T_{90,z} <~ 5 s,与附近的低光度长伽玛暴(3 σ)分离。我们认为,这种新的分类方案可以更好地匹配物理动机的II/I型分类方案。
2010-10-24 astro-ph.CO astro-ph.HE
Fundamental physics from black holes, neutron stars and gamma-ray bursts
伽马射线暴(GRB)和超新星(SNe)为中子星和白矮星的研究带来了新的视角,也为理论物理和天体物理开辟了新的分支。
2011-07-05 astro-ph.CO astro-ph.HE
Discerning the physical origins of cosmological Gamma-ray bursts based on multiple observational criteria: the cases of z=6.7 GRB 080913, z=8.3 GRB 090423, and some short/hard GRBs
最近由雨燕探测到的两个高红移的伽马射线暴,z=6.7的GRB 080913和z=8.3的GRB 090423,看起来本质上是短而硬的GRB。如果它们发生在z <= 1的位置,BATSE可以将它们识别为短/硬伽玛暴。我们对两种不同类型的宇宙学伽玛暴(I/II型)及其观测特征进行了更深入的研究。我们重申I/II型伽玛暴的定义和审查的观测标准和它们的物理动机。与传统的基于伽马射线性质(持续时间,硬度和光谱滞后)分配物理类别的方法相反,我们采取了另一种方法来定义I型和II型金样品,使用几个更直接相关的GRB祖先的标准,并研究两个金样品的性质,并将它们与传统的长/软和短/硬样品进行比较。我们发现,第二类黄金样本合理地跟踪长/软人口,虽然它包括几个本质上短(在休息帧短于1秒)伽玛暴。第一类金样品只有5个伽玛暴,其中4个不是严格短的,但有延长发射。在雨燕时代探测到的其他短/硬伽玛暴代表了BATSE短/硬样本井,但目前还不清楚它们是否都属于I型。我们认为,一些(甚至可能是大多数)高光度短/硬伽玛暴,而不是属于II型。我们认为GRB 080913和GRB 090423更可能是II型事件。我们再次强调调用多个观测标准的重要性,并谨慎地提出了一个操作程序来推断一个给定的伽玛射线暴的物理起源与可用的多个观测标准,与各种警告。
2009-08-06 astro-ph.HE
GRB Astrophysics in the Swift Era and Beyond
伽马射线暴(GRB)是相对论性的宇宙学信标,其余辉跨越电磁波谱。相关中微子发射的理论预期位置伽玛暴在天体物理学的关系,在我们的理解宇宙的变形。实验(粒子)天体物理学和宇宙学时代的这一新曙光是由现有的设施提供的,这些设施使高能中微子的新天文学成为可能,并与前所未有的电磁覆盖范围相一致。在这方面,伽马射线暴代表了一个引人注目的科学主题,可能有助于在Swift,Fermi和IceCube的背景下取得根本性的突破。将通过利用同期地面观测站和卫星观测站的综合灵敏度实现科学协同增效,从而优化其集体发现潜力。因此,GRB多信使天文学的出现可能会在未来十年内通过新生的宇宙窗口巩固与基础物理学的明确联系。
2009-04-17 astro-ph.CO astro-ph.HE
GRB Cosmology and Self-organized Criticality in GRBs
伽马射线暴(GRB)具有各向同性的能量,能量可达$10^{54}$ erg,是研究宇宙早期性质的理想工具,包括宇宙的暗能量、恒星形成速率和金属富集历史。我们将简要回顾伽玛暴宇宙学领域的进展。同时,X射线耀斑也是伽玛暴余辉中常见的现象,它可能是发现中心引擎的重要线索。我们提出了X射线耀斑的统计结果,即,能量、持续时间和等待时间的分布,并与太阳耀斑的结果进行了比较。发现两类耀斑的相似性,这可能表明伽玛暴X射线耀斑的物理机制是磁重联。
2015-07-17 astro-ph.CO astro-ph.HE
High redshift Gamma-Ray Bursts
雨燕卫星十年的运行使我们能够收集到红移大于6的长伽马射线暴(GRB)的小样本。我将在这里回顾这一研究领域的现状,并讨论伽玛暴作为探索早期宇宙的基本新工具的可能性,补充类星体和星系调查。
2015-03-10 astro-ph.CO astro-ph.HE
The Ep,i - Eiso correlation and Fermi Gamma-Ray Bursts
Ep,i-Eiso关联是伽玛暴最有趣的性质之一,对于理解瞬发辐射的物理和几何性质,识别和研究不同类型的伽玛暴,以及伽玛暴作为宇宙学探测器的应用具有重要意义。费米卫星利用GBM仪器在测量Ep时的高精度,同时用Swift探测GRB,以及LAT仪器在GeV能量范围内探测和定位GRB,使我们能够用已知的红移和可靠的Ep,i估计来丰富GRB的样本,从而进一步测试这种相关性的鲁棒性,可靠性和扩展性。基于已发表的结果和截至2009年底的初步光谱数据,我们发现费米长、短伽玛暴在Ep,i-Eiso平面上的位置与已有的实验结果一致,其中包括极高能事件。
2010-02-10 astro-ph.CO astro-ph.HE
Polarimetric studies of GRBs, AGN jets, and axion dark matter
相对论喷流是一种速度接近光速的平行喷流,与伽马射线暴(GRB)、活动星系核(AGN)等有关。本文主要综述了伽玛暴及其余辉在伽玛射线波段和光波段的偏振研究进展,以及首次探测到的射电偏振。极化观测和理论模型可以解决辐射机制,磁场结构,伽玛暴喷流和相关的无碰撞等离子体物理的能量。一些讨论的关键物理是共同的活动星系核喷流。此外,我们还提到活动星系核喷流和原行星盘的偏振测量可能是寻找超轻轴子暗物质的一种新方法。
2021-12-27 astro-ph.HE
Physics of radiation mediated shocks and its applications to GRBs, supernovae, and neutron star mergers
在不同类型的宇宙爆炸中观察到的第一个电磁信号是在爆炸中产生的冲击波从包围中心源的不透明外壳中出现时释放的。值得注意的例子是各种类型的超新星和低光度伽玛暴的早期辐射,长伽玛暴中的瞬发光球辐射,以及伴随着中子星合并中引力波信号的伽马射线辐射。在所有这些例子中,由爆炸驱动的冲击波是由被困在其中的辐射所介导的,它的速度和结构取决于环境条件,决定了早期观测到的电磁辐射的特征,也可能是它们的中微子发射。近年来,人们一直致力于发展一个详细的辐射介导冲击理论,试图预测上述系统中早期发射的性质。鉴于即将到来的瞬变工厂对冲击爆发候选者的预期检测率,以及对中子星合并(如GW 170817)中冲击爆发的伽马射线闪光的潜在检测,这些努力是及时的。本文从辐射介导休克的基本原理出发,对辐射介导休克的理论和应用进行了综述。激波解的分类取决于每一类物体的条件,并将说明用于求解不同状态下激波方程的方法,特别强调观测诊断。重点介绍了它在超新星、低光度伽玛暴、长伽玛暴、中子星合并和中微子发射等方面的应用。
2020-03-12 astro-ph.HE
The prompt-afterglow connection in Gamma-Ray Bursts: a comprehensive statistical analysis of Swift X-ray light-curves
我们提出了一个全面的统计分析的伽马射线暴(GRBs)的斯威夫特X射线光变曲线收集数据从超过650 GRBs发现的斯威夫特和其他设施。前所未有的样本量,使我们能够限制休息帧X射线属性的伽玛射线暴从统计的角度来看,特别是参考固有的时间尺度和能量的不同光变曲线阶段在一个共同的休息帧0.3-30千电子伏的能量带。还研究了时间变率事件,并对其属性进行了约束。两个基本问题驱动着这项工作:i)X射线发射是否保留了任何类型的即时伽马射线相位的“记忆“?(ii)伽玛射线暴的长、短X射线性质的分界线在哪里?我们发现,短的伽玛暴衰减速度更快,是不太明亮,能量较低的X射线比长的伽玛暴,但有趣的是,其特征在于类似的内在吸收。此外,我们揭示了一些统计上显着的关系,链接的X射线,以提示伽马射线参数在长GRB的存在;短GRB的离群值的大多数这些2参数的关系。然而,更重要的是,我们报告了一个通用的3参数标度的存在,它将X射线和伽马射线能量与长、短GRB的瞬发光谱峰值能量联系起来:E_{X,iso} \propto E_{gamma,iso} ^{1.00 \pm 0.06}/ E_{pk} ^{0.60 \pm 0.10}。
2012-10-11 astro-ph.CO astro-ph.HE
GRB minimum variability timescale with Insight-HXMT and Swift: implications for progenitor models, dissipation physics and GRB classifications
γ射线暴瞬发辐射的耗散过程目前还不清楚。时间变化的研究可能提供一种独特的方式来区分几何形状和传播相关的影响的内部发动机活动的印记。我们定义的最小可变性时标(MVT)作为最短的持续时间的单个脉冲,形状的光变曲线的样本的伽玛暴和测试相关性与峰值亮度,洛伦兹因子,喷流张开角。我们将这些相关性与最近的相对论性结构-可能摆动-射流的数值模拟预测进行比较,并评估MTV作为探测器发射物理的价值。我们使用峰值检测算法mepsa来识别GRB时间历史中的最短脉冲,并估计其半高宽(FWHM)。我们将该框架应用于两组GRB:Swift(2005年至2022年7月)和Insight-HXMT(2017年6月至2021年7月,包括221009 A)。然后,我们选择了401个测量z的伽玛暴来测试相关性。平均而言,短伽玛暴的MVT明显短于长伽玛暴。060614和211211 A等扩展发射短暴的MVT分布只与短暴的MVT分布相一致。这就为研究祖先的性质提供了新的线索。长伽玛暴的MVT与峰值亮度有关。我们确认与洛伦兹因子的关系,并找到一个相关性与射流的开口角估计从余辉,随着脉冲数的负相关性。的MVT可以识别新兴的推定的新一类的长伽玛暴,建议产生的紧凑的二元合并。对于其他典型的长GRB,MVT和峰值亮度,洛伦兹因子,喷流张开角,和脉冲数之间的不同相关性可以在结构化,可能摆动,弱磁化相对论性喷流的背景下进行解释。(摘要)
2023-01-03 astro-ph.HE
A Comparative Study of Long and Short GRBs. I. Overlapping Properties
伽马射线暴(GRB)根据其持续时间分为长和短两类。宽波段研究表明,这两类天体大致对应于两类不同的祖先系统,即致密恒星合并(I型)和大质量恒星核心坍缩(II型)。然而,持续时间标准有时会导致错误识别的祖系统。我们进行了一个全面的多波长的比较研究之间的持续时间定义的长伽玛暴和短伽玛暴,以及所谓的“共识”的长伽玛暴和短伽玛暴(这被认为是更密切相关的两种类型的祖系统)。我们所研究的参数包括两部分:包括持续时间的瞬发发射特性($T_{90}$),光谱峰值能量($E_{\rm p}$),低能光子指数($α$),各向同性$γ$ -射线能量($E_{\rm γ, iso}$),各向同性峰值光度($L_{\rm p,iso}$),以及振幅参数($f$和$f_{\rm eff}$);以及宿主星系的性质包括恒星质量($M_*$)、恒星形成率(SFR)、金属丰度([X/H])、半光半径($R_{50}$)、余辉与宿主星系中心的角度和物理偏移($R_{\rm off}$)、归一化偏移($r_{\rm off}=R_{\rm off}/R_{50}$)和亮度分数$F_{\rm light}$。对于大多数参数,我们发现有趣的重叠性质的两个人口在1D和2D分布图。用于分类目的的三个最佳参数是$T_{90}$、$f_{\rm eff}$和$F_{\rm light}$。然而,没有一个单独的参数足以将特定的突发放入正…
2016-08-11 astro-ph.HE
Gamma-Ray Burst Science in the Era of the Cherenkov Telescope Array
我们概述了伽马射线暴(GRB)的科学前景与切伦科夫望远镜阵列(CTA),下一代地基伽玛射线天文台运行在几十GeV以上的能量。由于其低能量阈值,大有效面积和快速回转能力,CTA将能够以前所未有的光子统计测量多GeV能量的GRB的光谱和变化,从而在阐明GRB物理学方面开辟新天地,这仍然是知之甚少。这些测量还将提供对伽玛暴中超高能宇宙射线和中微子产生的重要诊断,通过探测高红移的河外背景光和星系间磁场推进观测宇宙学,并通过高精度测试洛伦兹不变性破坏为基础物理学做出贡献。为了量化这些目标,我们提出了一些模拟观测的伽玛射线暴光谱和光变曲线,连同估计其探测率与CTA。虽然预期的探测率是适度的,每年几个伽玛暴的数量级,但一旦被探测到,每次爆发可能会达到数百个或更多的高能光子。我们还讨论了与CTA的卫星和其他设施的后续警报有关的各种问题,以及其他波长的后续观测。本文还简要讨论了在宽场观测模式下发现和观测伽玛暴的可能性。
2013-01-15 astro-ph.CO astro-ph.HE
Constraining External Reverse Shock Physics of GRBs from ROTSE-III Limits
假设在伽玛暴标准模型中,早期光辐射主要由外部反向激波(RS)控制,我们利用ROTSE-III观测数据,用外流的初始洛伦兹因子$Γ_0$来约束RS模型。我们考虑两种情况下的RS行为:相对论性冲击和非相对论性冲击。对于均匀星际介质(ISM)和风环暴环境,通过RS穿越时刻的峰值通量$F_{\rm ν}$应低于观测上限$F_{\rm ν,limit}$来实现约束。我们考虑不同的光谱制度,所观察到的光学频率$ν_{\rm opt}$可能位于,这是划分的最低同步频率$ν_{\rm m}$和冷却频率$ν_{\rm c}$的订单。考虑到伽玛暴周围的均匀和风环境,我们发现对于ROTSE-III报告的36个伽玛暴,相对论RS情况可以在几百到几千的大范围内受到$Γ_0$的(上、下)限制。对非相对论性RS情况的约束是利用范围从$\sim 30$到$\sim 350$的26个突发的$Γ_0$的限制来实现的。}基于先前发现的初始洛伦兹因子$Γ_0$和各向同性的γ射线能量$E_{\rm γ, iso}$之间的相关性,相对论RS模型获得的$Γ_0$的下限是不利的。
2017-11-07 astro-ph.HE
Spectral-Luminosity relation within individual Fermi GRBs
本文研究了费米卫星探测到的所有已知红移的长伽马射线暴的光谱。它们的通量和注量是足够大的,以允许在8千电子伏-1兆电子伏的能量范围内的光谱特性的时间依赖性的研究。我们发现它们的EL(E)谱的峰值能量Ep与亮度在单个爆发中有显著的紧密相关。这种时间分辨的Ep-Liso相关性对于所有考虑的爆发都非常相似,并且具有类似于由几个不同卫星检测到的不同爆发的时间积分光谱定义的类似Ep-Liso相关性的斜率和归一化。对于一些考虑的伽玛暴,我们还可以研究在每个爆发内的单个脉冲的上升和衰减阶段期间的Ep-Liso相关性的行为,没有发现差异。我们的研究结果表明,存在一个类似的物理机制,操作不同的伽玛暴的持续时间,紧密联系的爆发亮度与峰值能量的光谱在不同的时间发出。这种物理机制在构成伽玛射线暴的单个脉冲的上升和衰减阶段是相同的。这些结果,同时要求一个强大的物理解释,强烈表明,Ep-Liso的光谱能量相关性,考虑到不同的爆发的时间积分光谱是真实的,而不是仪器选择效应的结果。
2009-08-19 astro-ph.HE
Investigation of Redshift- and Duration-Dependent Clustering of Gamma-ray Bursts
伽马射线暴(GRB)可以在很远的距离外被探测到,因此是潜在的强大的宇宙学探测器。从历史上看,伽玛暴的角分布提供了有关其起源和物理性质的重要信息。作为一个总体,伽玛暴在天空中各向同性分布。然而,有发表的报告,一旦按持续时间或红移分类,伽玛暴显示出显着的集群。我们研究了红移和持续时间依赖的伽玛暴聚类使用邻近措施和核密度估计。利用由BATSE,费米/GBM和斯威夫特/BAT检测到的爆发,我们发现边缘的证据聚类持续时间非常短的伽玛暴小于100毫秒。我们的分析提供了很少的证据显着红移依赖的伽玛暴聚类。
2015-10-08 astro-ph.HE
A Universal Physics Defining the Radiation Spectra of Blazars and Gamma-Ray Bursts
Korea Astronomy and Space Science Institute(韩国天文与空间科学研究所);University of Science and Technology(科学技术大学);University of Hong Kong(香港大学);Nevada Center for Astrophysics and Department of Physics and Astronomy, University of Nevada, Las Vegas(内华达大学拉斯维加斯分校天体物理中心及物理与天文学系);NASA Goddard Space Flight Center(美国宇航局戈达德太空飞行中心);Center for Space Science and Technology, University of Maryland, Baltimore County(马里兰大学巴尔的摩郡分校空间科学与技术中心);Seoul National University(首尔大学);Yonsei University(延世大学)
研究发现,尽管耀变体和伽马射线暴环境迥异,但它们的辐射谱均由快速冷却电子在递减磁场中的冷却物理决定,而非加速机制。
2026-06-16 astro-ph.HE
Does the Amati Correlation Exhibit Redshift-Driven Heterogeneity in Long GRBs?
本研究通过分析221个长GRBs,发现Amati关系参数在红移阈值1.5和2处存在显著差异,挑战其普遍性,并强调需更大数据集和未来任务以深化理解。
2024-11-03 astro-ph.CO astro-ph.HE
Gamma Ray Bursts -- A radio perspective
伽马射线暴(GRB)是宇宙学距离上的高能事件。它们提供了独特的实验室来研究极端条件下的基本物理过程。由于极端的光度,伽玛暴在非常高的红移和早期宇宙恒星形成率的潜在示踪剂是可检测的。虽然{ \it Swift}和{ \it Fermi}的发射极大地增加了我们对伽玛暴的理解,但也出现了许多新的问题。伽玛射线暴的射电观测独特地探测了爆炸的能量学和环境。然而,目前只有30%的突发是在无线电波段中检测到的。使用即将到来的灵敏望远镜进行的射电观测可能会显着增加样本量,并允许人们在更长的时间内跟踪单个爆发,并能够回答与真实量热法,反向冲击发射和早期宇宙中大质量恒星爆炸为GRB的环境有关的一些重要问题。
2016-12-14 astro-ph.HE
Novel distance indicator for gamma-ray bursts associated with supernovae
上下文有人提出,伽马射线暴(GRB)与Ib/c型超新星(SN)的时间重合可以用诱发引力坍缩(IGC)的概念来解释,IGC是由Ib/c型超新星(SN)喷射出的物质吸积到中子星(NS)上引起的。NS预计将达到坍缩成黑洞(BH)并发射伽马射线暴所需的临界质量。我们发现了一个标准的光度-光变曲线行为的晚时间的X射线辐射的这一子类的伽玛暴。目标。我们测试,如果发现在这类伽玛暴的光度的标准行为可以成为这些源的红移估计。方法.我们选择了一个样本的伽玛暴,属于这一子类的IGC伽玛暴与SN(IGC GRB-SN源)。这些源具有各向同性能量$E_{iso} > 10^{52}$ erg,它们的宇宙学红移在$z = 0.49-1.261$的范围内。我们重点研究了相应的X射线光度光变曲线。结果我们发现,所有的伽玛暴的测量红移的样品提出了一个标准的亮度晚时光变曲线在$0.3-10$ keV的静止帧能量范围。我们用这些结果来估计没有测量红移的样品的GRB红移,发现结果与其他可能的红移指标一致。结论.样品中所有伽玛暴的标准晚期X射线光度曲线显示了X射线发射的这个特定阶段的共同物理机制,可能与SN过程中NS的产生有关。此外,这个比例定律代表了在X射线余辉发射过程的后期阶段非常低甚至没有光束的强有力证据。这可能是一个基本的工具,估计红移的伽玛暴,属于这一子类的事件。我们目前正在扩大这一类别的伽玛暴,以进一步验证这种…
2013-04-05 astro-ph.CO astro-ph.HE
Exploring Physically-Motivated Models to Fit Gamma-Ray Burst Spectra
本研究用三种物理动机模型拟合100个明亮GRB光谱,发现23%-42%的样本更适用物理模型,且长GRB低能指数分布与同步辐射预期值一致,支持同步辐射作为GRB瞬时辐射主要来源。
2023-11-22 astro-ph.HE
A lower occurrence rate of bright X-ray flares in SN-GRBs than $z<1$ GRBs: evidence of energy partitions?
比较了z<1的伽马射线暴(GRB)中有或没有观测到超新星(SNe)关联的亮X射线耀斑的出现率。我们的样品I:具有SNe星协(SN-GRB)和早期Swift/X射线望远镜(XRT)观测的z<1长GRB(LGRB)由18个GRB组成,其中只有两个GRB具有明亮的X射线耀斑。我们的样品二:与之相比,所有z<1的未观测到SNe协成的LGRB和早期的Swift/XRT观测到的LGRB都由45个GRB组成,其中16个GRB呈现明亮的X射线耀斑。因此,研究表明,样品I中明亮X射线耀斑的发生率(11.1%)低于样品II(35.6%)。此外,如果将昏暗的X射线波动作为耀斑包括在内,则发现16.7%的样品I和55.6%的样品II具有耀斑,再次显示了这两个样品之间的差异。我们研究了这些明亮的X射线耀斑的物理起源,发现它们中的大多数可能与中央发动机的反应性有关。为了理解这种差异,我们提出,这样一个较低的发生率在SN-GRB样本中的耀斑可能暗示在GRB,SNe,和X射线耀斑之间的能量分配下的大质量恒星爆炸的饱和能量预算。
2018-05-15 astro-ph.HE
A Universal Energy Relation between synchrotron and Synchrotron Self-Compton radiation in GRBs and Blazars
本文通过单区轻子模型拟合多波段能谱,发现blazars与GRBs的同步辐射与SSC光度紧密相关,揭示两者共享相似辐射机制,为VHE GRBs研究提供新见解。
2024-12-25 astro-ph.HE
Constraints on Short Gamma-Ray Burst Physics and Their Host Galaxies from Systematic Radio Follow-up Campaigns
本研究通过MeerKAT、ATCA和e-MERLIN射电望远镜对八个短伽马射线暴进行系统性跟踪观测,约束其物理参数,并探测宿主星系,为理解其能量效率与恒星形成提供依据。
2024-07-16 astro-ph.HE
The Environments of Short-Duration Gamma-Ray Bursts and Implications for their Progenitors
[摘要]由于2005年5月发现了第一个余辉和宿主星系,近年来对短持续时间伽马射线暴(GRB)的研究经历了一场彻底的革命。这些观测结果表明,短伽玛暴是宇宙学起源的,存在于恒星形成星系和椭圆星系中,与超新星无关,并且跨越~10^48-10^52尔格的各向同性等效能量范围。然而,一个基本的问题仍然没有答案:什么是短伽玛暴的祖先?最流行的理论模型调用的合并与中子星和/或黑洞成分的紧凑的对象双星。然而,其他的可能性也存在,包括磁星通过快速通道(大质量恒星核心坍缩)和延迟通道(白矮星合并,白矮星吸积引起的坍缩)形成,或者中子星的吸积引起的坍缩。在这篇评论中,我总结了我们目前的知识的银河系和亚银河系的环境中的短伽玛暴,并使用这些观测得出推论的祖先人口。最关键的结果是:(i)一些短伽玛暴在死椭圆星系中爆发;(ii)大多数短伽玛暴发生在恒星形成星系中;(iii)短伽玛暴的恒星形成宿主与长伽玛暴的不同(较低的恒星形成率,较高的光度和金属),而不是从一般的场星系人口绘制;(iv)短伽玛暴相对于其宿主星系中心的物理偏移量明显大于长伽玛暴,(v)观测到的偏移量分布与NS-NS双星合并的预测符合得很好;短伽马射线暴在其宿主内部的低亮度位置,但似乎与静止框架光学光(老恒星)比紫外光(年轻的大质量恒星)更密切相关。
2011-02-03 astro-ph.HE
Correlation between the isotropic energy and the peak energy at zero fluence for the individual pulses of GRBs: towards an universal physical correlation for the prompt emission
我们发现费米卫星探测到的9个伽马射线暴(GRB)的22个脉冲的零注量峰值能量($\rm E_{peak,0}$)和各向同性能量($\rm E_{γ,iso}$)之间有很强的相关性。这种相关性对于每个伽玛暴的单个脉冲都成立,这表明了这种相关性的真实性。与使用$\rm E_{peak}$(代替$\rm E_{peak,0}$)从时间积分谱($r$ = 0.8)或不考虑宽脉冲结构的时间分辨谱($r$ = 0.37)或脉冲式谱($r$ = 0.89)确定的相关性相比,导出的相关性(斯皮尔曼相关系数$r$为0.96)强得多。虽然改进的$\rm E_{peak}$ - $\rm E_{γ,iso}$关系(阿马蒂关系)的脉冲式分析是已知的,这是第一次从一个联合频谱和定时拟合的数据,以提高相关性。我们认为,$\rm E_{peak,0}$,而不是$\rm E_{peak}$,是固有的伽玛暴脉冲和一个自然的选择,作为参数的脉冲式相关研究。
2012-02-14 astro-ph.HE
New Constraints on Lorentz Invariance Violation at High Redshifts from Multiband of GRBs
Chongqing University of Posts and Telecommunications(重庆邮电大学);China West Normal University(西华师范大学);Yangtze University(长江大学);Beijing Normal University(北京师范大学)
本文利用GRB多波段数据,基于光度距离数据提出了一种宇宙学无关的方法,对洛伦兹不变性破坏进行了新的约束,结果在能量尺度上显著低于普朗克尺度。
2026-02-24 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
The Epeak-Eiso relation revisited with Fermi GRBs: Resolving a long-standing debate?
我们使用费米和斯威夫特探测到的伽玛暴样本,重新分析了Amati等人(2002)发现的Epi(即时伽玛暴发射的峰值能量)和Eiso(假设各向同性发射的伽玛暴释放的能量)之间的相关性。这种相关性一直有争议的各种作者,我们的目的是评估它是否是一个固有的伽玛射线暴属性或选择效应的后果。我们构造了一个具有均匀选择准则的费米伽玛暴样品,并研究了它们在Epi-Eiso平面上的分布。我们的样品由43个有红移的伽玛暴和243个没有红移的伽玛暴组成。我们发现,有红移的伽玛暴遵循广泛的Epi-Eiso关系,而没有红移的伽玛暴有几个异常值。我们使用这些样本来讨论与伽玛射线暴探测和红移测量相关的选择效应的影响。我们发现Epi-Eiso关系部分是由于固有的伽玛暴性质,部分是由于选择效应。Epi-Eiso关系的右下边界源于真正缺乏具有低Epi的发光伽玛暴。相反,左上边界归因于选择效应,其作用于具有低Eiso和大Epi的检测伽玛暴,这些伽玛暴似乎具有较低的信噪比。此外,我们证明了有和没有红移的伽玛暴遵循不同的分布在Epi-Eiso平面。具有红移的伽玛暴集中在Epi-Eiso关系的右下边界附近。这表明在Epi-Eiso下界附近测量伽玛暴的红移是比较容易的。在这种情况下,我们属性的争议的现实阿马蒂关系的复杂性,这种关系的组合产生的一个真正的物理边界和偏见,有利于检测和测量的红移伽玛暴位于靠近这个边界。
2013-09-11 astro-ph.HE
Neutrinos from Gamma-ray Bursts
伽马射线暴(GRB)是宇宙中最明亮的电磁暴。它们发生在快速旋转的大质量恒星坍缩或双星中子星合并时。这些事件留下了一个新生的中心致密物体,一个黑洞或中子星,它发射出相对论喷流,发出明亮的伽马射线信号。这些喷流可以加速非热质子,预计通过光强子相互作用产生高能中微子。本章简要总结了目前伽玛暴的物理图象,并讨论了伽玛暴的中微子发射,包括瞬发和余辉阶段。还讨论了伽玛暴的子类,包括低光度伽玛暴和短伽玛暴中的中微子。
2022-02-14 astro-ph.HE hep-ph
Pulse spectral evolution of GRBs: implication as standard candle
使用\emph{empirical}描述的提示伽玛暴脉冲,我们分析了所有费米/GBM伽玛暴已知的红移,直到2009年7月的个人脉冲。该描述在时间和能量上是同时的,并且允许确定在零注量($E_{peak,0}$)下的带谱的峰值能量。我们证明,第一次,$E_{peak,0}$承担一个非常强的相关性与各向同性能量的各个脉冲,因此,每个脉冲可以被用作光度指标。作为一个物理描述是必要的,以使用伽玛射线暴脉冲宇宙学的目的,我们探索其他物理光谱模型。由于脉冲是伽玛暴的基本组成部分,我们选取另一个具有明亮、长、单脉冲或可分离脉冲的Fermi/GBM伽玛暴样品,用能带模型和由黑体和幂律组成的模型拟合单个脉冲的时间分辨谱。这两种模型都给出了可接受的拟合。我们发现,峰值能量/温度总是在脉冲的后半部分的注量呈指数下降。我们调查了多个光谱成分在初始上升部分,并提供了一个全面的经验描述的光谱和定时行为的提示伽玛暴脉冲。这项工作大大扩展了用伽玛暴脉冲作为标准烛光和用光谱参数代替红移的可能性。
2012-07-07 astro-ph.HE
A test of the millisecond magnetar central engine model of GRBs with Swift data
一颗快速旋转的强磁化中子星(磁星)被认为是伽马射线暴(GRB)中心引擎的可能候选者。我们系统地分析了2013年8月之前探测到的长伽玛暴的Swift/XRT光变曲线,并根据它们可能拥有磁星中心引擎的可能性将它们分为四类:金,银,铝和非磁星。我们还独立地分析了短伽玛暴的数据与一个假定的磁星中央引擎。然后,我们对磁星样品和非磁星样品的各种性质进行了统计研究,并调查数据是否与存在两种类型的中央引擎的假设一致。通过对磁星物理参数的推导,我们发现金、银样品的观测结果与磁星模型的预测基本一致。对于合理的长伽玛暴聚束因子,推导出的磁星表面磁场$B_p$和初始自旋周期$P_0$落入合理范围。另一方面,短伽玛暴中的磁星风与各向同性一致。磁星样本中没有伽玛暴的束流修正总能量超过磁星初始自旋能量定义的最大能量预算,而一些非磁星伽玛暴确实违反了这样的限制。经过光束校正后,平均而言,非磁星样品比磁星样品更有活力和发光。我们的分析表明,毫秒磁星可能在一个很好的部分,但可能不是所有的伽玛射线暴。
2014-02-19 astro-ph.HE
The Galactic and Sub-Galactic Environments of Short-Duration Gamma-Ray Bursts: Implications for the Progenitors
由于2005年5月首次发现余辉和宿主星系,近年来对短持续时间伽马射线暴(GRB)的研究经历了一场革命。在这篇评论中,我们总结了我们目前的知识,银河系和亚银河系的环境中的短伽玛暴,和祖人口的影响。最关键的结果是:(i)一些短伽玛暴发生在椭圆星系中;(ii)大多数短伽玛暴发生在恒星形成星系中;(iii)短伽玛暴的恒星形成宿主在恒星形成率、光度和金属丰度方面与长伽玛暴的宿主星系不同,而似乎是从一般场星系群中抽取的;(iv)短伽玛暴相对于其宿主星系中心的物理偏移量明显大于长伽玛暴,(v)观测到的偏移量分布与对NS-NS双星合并位置的预测吻合得很好;和(vi)不像长伽玛暴一般发生在其宿主星系的最亮区域,短伽玛暴的环境通常不足以代表其宿主星系的光分布。总之,这些观测结果表明,短伽玛射线暴的祖先有一个广泛的年龄分布,一般跟踪恒星质量,而不是恒星形成活动。这些结果与NS-NS双星合并完全一致,但部分来自磁星形成的贡献也与数据一致。
2009-12-21 astro-ph.HE
A new approach to modelling gamma-ray burst afterglows: Using Gaussian processes to account for the systematics
伽马射线暴(GRB)的余辉辐射是理解这些高能爆炸物理的一个有价值的信息来源。爆炸波模型已经成为描述余辉辐射随时间和频率演化的标准。由于余辉理论和相对论外流的数值模拟的最新发展,我们能够模拟余辉发射与现实的动力学和辐射过程。虽然模型与观测结果非常吻合,但余辉发射仍然包含额外的物理学,仪器系统学和传播效应,这使得这些事件的建模具有挑战性。在这项工作中,我们提出了一种新的方法来模拟伽玛暴余辉,使用高斯过程(GPS)考虑到余辉数据中的系统学。我们表明,使用这种新的方法,它是可能的,以获得更可靠的估计伽玛暴的爆炸和微物理参数。我们给出了5个长暴的拟合结果,发现了长暴各向同性能量和张开角之间的初步关系,证实了长暴动能是一个共同的能量库的观点.
2020-08-19 astro-ph.HE
Distributions of Gamma-Ray Bursts and Blazars in the $L_{\rm p}-E_{\rm p}$ Plane and Possible Implications for their Radiation Physics
本文对用{ \em Fermi}/GBM观测到的一个红移已知的伽玛暴样品进行了光谱分析。结合我们对一个{ \em Fermi}/LAT blazar样品的轻子模型的系统光谱能量分布模拟的结果,我们通过绘制同步辐射峰值光度图来比较GRB和blazar的分布($L_{\rm s}$)和相应的耀变体在伽玛暴的$L_{\rm p}-E_{\rm p}$平面上的峰值光子能量$E_{\rm s}$,其中,$L_{\rm p}$和$E_{\rm p}$分别是伽马射线暴时间积分$νf_ν$谱的峰值亮度和峰值光子能量。伽玛暴位于平面的高$L_{\rm p}$、高$E_{\rm p}$角,并发现了紧密的$L_{\rm p}-E_{\rm p}$关系,即,$L_{\rm p}\propto E_{\rm p}^{2.13^{+0.54}_{-0.46}}$。FSRQ和LBL都聚集在低- $E_{\rm p}$、低- $L_{\rm p}$角落。IBL和HBL具有$E_{\rm s}\sim 2\times 10^{-3} - 10^{2}$ keV和$L_{\rm s} \sim 10^{44} - 10^{47}$ erg s $^{-1}$,但没有发现$L_{\rm s}$对$E_{\rm s}$的依赖性.我们发现,伽玛暴的紧密的$L_p-E_p$关系可以用高磁化的喷射物中快冷电子的同步辐射来解释,…
2014-07-23 astro-ph.HE
The Millisecond Magnetar Central Engine in short GRBs
短持续时间伽马射线暴(SGRB)的一个受欢迎的祖星模型是两颗中子星(NS-NS)的合并。这种合并的一个可能结果是一个快速旋转的强磁化中子星(称为毫秒磁星)。这些磁星可能是“超大质量”的,这意味着它们会在失去离心力的支持后,由于磁偶极自旋下降而坍缩成黑洞。通过系统地分析{ \em swift}探测到的所有短暴的BAT-XRT光变曲线,我们检验了这些数据与短暴中心引擎模型的一致性。我们发现,所谓的“扩展发射”观察到的BAT在一些短的伽玛暴基本上是相同的组件作为“内部X射线平台”观察到许多短的伽玛暴,这是定义为一个平台的光变曲线,然后是一个非常迅速的下降。根据短GRB宿主磁星的可能性,我们将整个{ \em Swift}短GRB样本分为三类:“内部平台”样本、“外部平台”样本和“无平台”样本。导出的磁星表面磁场$B_{\rm p}$和初始自旋周期$P_0$都在合理的范围内。内部平台样本中没有伽玛暴的总能量超过毫秒磁星的最大能量预算。假设内部平台结束时的快速下降时间是超大质量磁星坍缩成黑洞的时间,并利用我们银河系中NS-NS系统的实测质量分布,我们约束了中子星的状态方程。数据表明NS状态方程接近GM 1模型,后者具有最大非旋转NS质量$M_{\rm TOV} \sim 2.37 M_\odot$。
2015-05-26 astro-ph.HE
A Uniform Correlation between Synchrotron Luminosity and Doppler Factor in Gamma-ray Bursts and Blazars: hint of similar intrinsic luminosities?
我们收集了23个伽马射线暴和21个耀变体的多普勒因子,并假设它们的喷流视角θ->0 °,由它们的洛伦兹因子估计了它们的多普勒因子。利用伽玛暴的瞬发辐射主要是由同步辐射决定的传统假设,从伽玛暴的各向同性总能量和爆发持续时间计算了伽玛暴的同步辐射光度。有趣的是,我们发现伽玛暴和耀变体的同步辐射光度与多普勒因子L_syn \propto D ^[3.1]之间存在一致的相关性,这表明它们可能具有一些相似的喷流物理学。一个可能的原因是伽玛暴和耀变体或多或少具有相似的同步辐射光度,并且它们都被聚束效应强烈增强。经过多普勒和红移校正后,我们发现伽玛暴的内禀峰值能量在0.1 ~ 3 keV之间,典型值为1 keV。我们进一步对观测到的伽玛暴亮度进行了聚束效应修正,发现伽玛暴的内禀同步辐射亮度与峰值能量之间存在着与耀变体相似的正相关关系。我们的研究结果表明,γ暴的各向同性能量与峰值能量之间的紧密相关(所谓的“Amati”关系)可能是由内禀正相关和聚束效应共同作用的结果。
2011-09-07 astro-ph.HE
Insights into the physics of GRBs from the high-energy extension of their prompt emission spectra
本研究分析22个Fermi同时观测的GRB瞬时谱,发现高能数据使谱指数更软,并估算出粒子谱指数、洛伦兹因子及辐射距离,强调高能数据对GRB模型的重要性。
2024-05-27 astro-ph.HE
Lorentz Factor-Isotropic Luminosity/Energy Correlations of GRBS and Their Interpretation
伽马射线暴(GRB)喷出物(γ_0)的体洛伦兹因子是理解GRB物理的一个关键参数。Liang等人发现了γ_0和各向同性γ射线能量之间的相关性:γ_0 \proptoE_{gamma,iso,52}^{0.25}。通过包括更多的具有更新数据的伽玛暴和更多的方法来获得γ_0,我们证实了这种相关性,并获得了γ_0 ~91 E_{gamma,iso,52} ^{0.29}。对同一样品中各向同性伽玛暴的平均亮度L_{gamma,iso}进行了计算,发现它们之间有更紧密的相关性:γ_0 ~249 L_{gamma,iso,52} ^{0.30}。我们提出了一个解释,后来的相关性。我们假设恒星质量黑洞周围的中微子冷却超吸积盘是伽玛暴的中心发动机,从中微子驱动的风中导出了中微子湮灭和重子加载驱动的喷流光度。应用聚束校正,我们最终得到了与实验数据符合较好的伽玛0 \proptoL_{gamma,iso}^{0.22}。这表明长伽玛暴的中心引擎很可能是一个被超吸积盘包围的恒星质量的黑洞。
2012-03-20 astro-ph.HE
Broad band time-resolved E_{p,i}--L_{iso} correlation in GRBs
本文报道了用\sax \卫星上的宽视场照相机和CGRO上的\batse \实验探测到的伽马射线暴样品的宽带(2- 2000 keV)时间分辨瞬发光谱的系统研究结果。在这第一篇论文中,我们研究的时间分辨依赖于相应的各向同性测热光度$L_{\rm iso}$的$E F(E)$光谱的本征峰值能量$E_{p,i}$。由已知红移的长伽玛暴的时间平均谱导出的$E_{p,i}$-$L_{\rm iso}$关系或$E_{p,i}$与测热释放能量$E_{iso}$之间的等价关系已很好地建立起来,但其物理起源仍是一个讨论的主题。此外,一些作者认为,这些关系是工具选择效应的结果。我们发现,不仅测得的峰值能量$E_p$和相应的能量通量之间的关系,但也有很强的$E_{p,i}$与$L_{\rm iso}$相关性被发现在每个突发和合并在一起的时间分辨数据点从不同的伽玛暴。除了我们样本中的伽玛暴足够明亮可以进行时间分辨光谱并且它们已经知道红移之外,我们预计不会出现会影响所得结果的显着仪器选择效应。如果产生伽玛射线暴现象的基本物理过程不依赖于它的亮度,我们就可以得出结论,在每个伽玛射线暴中发现的$E_{p,i}$与$L_{\rm iso}$的相关性是发射过程所固有的,Amati等人和Yonetoku等人发现的相关性可能不是选择效应的结果。我们还讨论了发现的相关性的性质。
2012-06-25 astro-ph.HE
Statistical properties of Fermi GBM GRBs' spectra
对伽马射线暴(GRB)谱的统计研究可以为GRB的物理研究提供重要的信息。费米GBM目录包含GRB参数(峰值能量,光谱指数,强度)估计拟合的伽马射线SED的总排放量(注量,flnc),并在峰值通量pflx的时间。利用列联表研究了最佳拟合pflx和flnc时间间隔的模型之间的关系。我们的分析揭示了一个有序的频谱成幂律康普顿光滑破幂律带系列。pflx和flnc光谱分类变量的对应分析(CA)进一步支持了这一结果。我们进行了线性判别分析(LDA),以找到分类(光谱)和模型独立的物理数据之间的关系。LDA导致的光谱类型之间的高度显着的物理差异,这是更明显的情况下的pflx光谱,比flnc光谱。我们解释这种差异是由爆发期间光谱的时间变化引起的。这种光谱变化性通过pflx和flnc光谱之间的低能光谱指数和峰值能量的差异来证实。我们发现同步辐射在GBM光谱中起重要作用。在峰通量期间,平均低能谱指数接近α = -2/3的正则值。然而,对于注量的光谱,$α$约为-0.9。我们解释这种差异表明,冷却的效果是重要的,只有通量谱。
2017-12-28 astro-ph.HE
The Origin of Cross-Energy-Similar FRED Profiles in Gamma-Ray Bursts Pulses
State Key Laboratory of Particle Astrophysics, Institute of High Energy Physics, Chinese Academy of Sciences(中国科学院高能物理研究所粒子天体物理国家重点实验室);University of Chinese Academy of Sciences(中国科学院大学);Department of Physics and Earth Sciences, University of Ferrara(费拉拉大学地球科学系);INAF - Osservatorio di Astrofisica e Scienza dello Spazio di Bologna(意大利国家天体物理研究所博洛尼亚天文与空间科学观测站);School of Physics and Electronic Science, Guizhou Normal University(贵州师范大学物理与电子科学学院)
研究揭示了伽马射线暴脉冲中跨能量相似FRED轮廓的物理机制,提出磁扰动触发的辐射模型,解释了自相似FRED轮廓、多波段子脉冲对齐及谱演化等特性,调和了传统GRB合并-短/坍缩星-长二元分类的争议。
2026-03-23 astro-ph.HE
Improving INTEGRAL/SPI data analysis of GRBs
INTEGRAL/SPI是自2002年以来在keV至MeV能量范围内进行观测的编码掩模仪器,它覆盖了大多数伽马射线暴(GRB)的$νFν$谱峰。自2008年发射以来,费米/GBM一直是分析能量范围在$\approx$ 10 keV至$\approx$ 10 MeV之间的伽玛暴的主要仪器。在这里,我们表明,SPI,覆盖类似的能量范围内,可以给一些参数,如果我们使用一个先进的分析方法的等价约束的结果。此外,结合两种仪器的数据减少了光谱拟合中允许的参数空间。与GBM相比,SPI的主要优点是能量分辨率为$\approx$ 0.2\%(1.3 MeV),而GBM的能量分辨率为$\approx$ 10\%。因此,SPI是精确测量光谱曲率的理想仪器。这一点很重要,因为近年来的研究表明,应该用物理模型而不是启发式函数来拟合伽马射线暴数据,以更好地了解它们仍然未知的发射机制,而且峰值的曲率对不同的物理模型来说是独一无二的。为了拟合SPI GRB数据的物理模型并从数据中获得最大量的信息,我们开发了一个新的开源分析软件{ \tt PySPI}。我们将这些新技术应用于GRB 120711 A,以验证和展示{ \tt PySPI}的功能。我们表明,{ \tt PySPI}改善了SPI GRB数据的分析相比,{ \tt OSA}分析。此外,我们还证明了该伽玛暴的GBM和SPI数据可以很好地与同步辐射物理模型相…
2022-04-22 astro-ph.HE astro-ph.IM
GRB Progenitors and Observational Criteria
现象学上,两类伽玛暴(长/软与短/硬)的基础上确定其伽马射线属性。这两个阶级之间的界限是模糊的。多波长观测导致识别两种类型的伽玛暴祖先:一种与大质量恒星有关(II型),另一种与致密恒星有关(I型)。有证据表明,大多数长伽玛暴属于II型,而至少大多数邻近的短伽玛暴属于I型。不过,也有相反的例子。长持续时间的I型和短持续时间的II型伽玛暴都被观测到。在这次演讲中,我回顾了伽玛射线暴分类的并发症和基于多种观察标准诊断伽玛射线暴祖细胞的努力。特别是,我提出的警告,欣然接受的BATSE检测到的所有短/硬伽玛暴是由于紧凑的恒星合并。最后,我建议引入“振幅”作为第三个维度(除了“持续时间”和“硬度”)来量化暴的性质,并指出“冰山一角”效应可能会在定义伽玛暴的物理类别时引起混乱,特别是对于低振幅,高红移伽玛暴。
2012-04-22 astro-ph.HE
$L_{\rm syn}-E_{\rm syn, p}-δ$ relation in Active Galactic Nucleus Jets and Implication for the physical origin of the $L_{\rm p}-E_{\rm p,z}-Γ_0$ relation of Gamma-Ray Bursts
伽马射线暴和活动星系核的高能光子辐射主要是由它们的喷流辐射所决定的。本文研究了BL Lac、平谱射电类星体(FSRQs)和窄线Seyfert 1星系(NLS 1 s)中喷注的同步辐射是否遵循γ射线瞬发辐射与伽玛暴初始洛伦兹因子($Γ_0$)之间的关系。结果表明,活动星系核样品与伽玛暴的$L_{\rm p}-E_{\rm p,z}-Γ_{0}$不一致。此外,我们还得到了FSRQs和NLS 1星系的$L_{\rm syn}\propto E^{0.45\pm0.15}_{\rm syn,p}δ^{3.50\pm0.25}$的一个紧密关系,其中$L_{\rm syn}$是同步辐射的峰值光子能量$E_{\rm syn, p}$处的光度。这种关系不同于伽玛暴的$L_{\rm p}-E_{\rm p,z}-Γ_{0}$关系。对于FSRQs和NLS 1星系,$L_{\rm syn}$对$δ$的依赖性与多普勒增强效应的预期一致,但对于GBR则不然。我们认为$Γ_0$可能是辐射区域动能的代表,并且紧密的$L_{\rm p}-E_{\rm p, z}-Γ_0$关系是由辐射物理和喷流功率共同塑造的。
2020-10-28 astro-ph.HE
Diverse Properties of Interstellar Medium Embedding Gamma-Ray Bursts at the Epoch of Reionization
分析超高分辨率大尺度宇宙辐射流体动力学模拟,首次量化的物理环境的长持续时间伽马射线暴(GRB)在再电离的时代。我们发现,在秒差距尺度上,13%的伽玛暴保持在高密度($\ge 10^4$ cm $^{-3}$)的低温恒星形成区域,而87%的伽玛暴发生在低密度($\sim 10^{-2.5}$ cm $^{-3}$)的高温区域超新星加热。更重要的是,伽玛射线暴余辉的光谱特性,如中性氢柱密度,总氢柱密度,尘埃柱密度,气体温度和金属含量的干预吸收剂,从视线到视线变化很大。虽然我们的模型解释了现存的有限的观测推断值环暴密度,金属丰度,柱密度和灰尘的属性,一个大得多的样本高Z伽玛暴余辉将需要促进模型的统计坚实的测试。我们的研究结果表明,任何试图推断的物理性质(如金属丰度)的星际介质的主机星系的基础上非常少量的(通常是一个)视线将是不稳定的。利用高Z伽玛暴探测星际介质和星系际介质时,应考虑到星际介质的物理性质。
2014-09-23 astro-ph.HE
Determination of the intrinsic Luminosity Time Correlation in the X-ray Afterglows of GRBs
伽马射线暴(GRB),已经被观测到的红移z约为9.5,可以很好地探测早期宇宙,并有可能测试宇宙学模型。Dainotti对具有已知红移和确定的X射线平台的GRB雨燕余辉光变曲线的分析表明,平台结束时的静止帧时间(平台结束时间)与当时计算的光度之间存在反相关(或平台持续时间与光度之间近似存在反相关)。我们在这里提出了一个更新的相关性与一个更大的数据样本的101个伽玛暴具有良好的光变曲线。由于这种相关性的一些可能会导致这些内在参数的红移依赖性,即它们的宇宙学演化,我们使用Efron-Petrosian方法来揭示这种相关性的内在本质。我们发现,相当一部分的相关性是内在的,并描述我们如何恢复它,以及如何可以用来约束物理模型的平台排放,其起源仍然是未知的。这一结果有助于澄清关于平台发射性质的争论。
2013-07-27 astro-ph.HE
The Rest-Frame Golenetskii Correlation via a Hierarchical Bayesian Analysis
伽马射线暴(GRB)的特征是瞬时亮度与暴内光谱峰值能量之间的强相关性。这种相关性,被称为硬度-强度相关性或Golenetskii相关性,不仅拥有伽玛暴物理学的重要线索,而且被认为有可能确定暴的红移。在本文中,我使用一个分层贝叶斯模型来研究的普遍性的休息帧Golenetskii相关性,特别是我评估它的使用作为一个红移估计伽玛暴。我发现,使用幂律处方的相关性,幂律指数集群附近的一个共同的价值,但有一个更广泛的方差比以前报道($\sim 1-2$)。此外,我发现有证据表明,在我们的样本($\sim 10^{51}-10^{53}$ erg s $^{-1}$)的伽玛暴的内在休息帧相关归一化传播。这指向发射的可变物理设置(磁场强度、发射电子的数量、光球半径、视角等)。随后,这些结果消除了Golenetskii相关作为一个有用的工具,红移测定,因此宇宙学探测。然而,贝叶斯方法在本文中介绍的允许更好地确定的相关性,这反过来又允许更严格的限制排放的物理模型的休息帧属性。
2015-12-03 astro-ph.HE